[發(fā)明專利]一種平地機找平控制系統(tǒng)和控制方法及平地機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110211816.5
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102304932A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周翔;王軍;鄧侃
• 申請（專利權(quán)）人: 三一重工股份有限公司
• 主分類號: E02F3/84
• 分類號: E02F3/84;E02F3/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平地機找平控制系統(tǒng)。另外，本發(fā)明還涉及一種平地機找平控制方法，以及安裝有找平控制系統(tǒng)的平地機。

背景技術(shù)

平地機作為一種土地平整和整形作業(yè)的多用途連續(xù)作業(yè)式土方機械，在公路路基平整施工中發(fā)揮著無可比擬的作用。為了保證施工平整度，在平地機的運行過程中需要對鏟刀的位置進行控制以保證刮出的路槽平整度符合要求，而由于平地機鏟刀位置由多個油缸控制，每個油缸由操作員手動操作控制，這就帶來兩個問題：第一對操作員水平要求高，同時勞動強度大；第二平地精度無法進一步提高，施工效率低。為了解決上述問題，需要開發(fā)具有自動找平功能的平地機找平系統(tǒng)。

如國家知識產(chǎn)權(quán)局于2006.05.24授權(quán)公告的、專利號為CN200520011494.x的實用新型專利，公開了一種平地機自動找平系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括主控制器，監(jiān)控顯示界面，長坡傳感器，橫坡傳感器，回轉(zhuǎn)傳感器以及高程傳感器。它通過安裝在鏟刀上的高程傳感器測量當前鏟刀高程與預期工作平面的高度差，并將這個高度差傳送到主控制器，由主控制器控制相應(yīng)的比例閥組，進而控制鏟刀提升油缸，以消除這個高度差。

這種方案的不足之處主要在于：

通過安裝在鏟刀上的高程傳感器測得鏟刀高程與預期工作面的高度差后，只能確定相應(yīng)提升油缸的伸縮趨勢及趨勢大小，并不能準確計算得到提升油缸的準確伸縮量，因此對于鏟刀高程的控制必然采取“控制——監(jiān)測——控制”的誤差控制策略，這種控制策略的特點是對控制器控制算法設(shè)計要求較高，需要比較復雜的調(diào)試才能取得合適的控制參數(shù)，得到良好的控制效果，并且當控制精度較高時極易出現(xiàn)震蕩。

平地機調(diào)平系統(tǒng)包括鏟刀高程控制與橫坡控制兩個方面。在監(jiān)測到高程誤差后，需要調(diào)整左邊或右邊的提升油缸來消除這個誤差，由于平地機鏟刀控制機構(gòu)的原理，這個過程必然導致鏟刀橫坡度發(fā)生變化，就需要通過調(diào)整另一邊的提升油缸來消除這個橫坡度的誤差，而橫坡度的調(diào)整又會影響到鏟刀的高程，如此循環(huán)，也就是說鏟刀高程控制與橫坡度控制是高度耦合的。如單獨調(diào)整高程時，勢必會影響到橫坡，如回過頭來調(diào)整橫坡又會影響到高程。對控制器控制算法設(shè)計的要求較高，調(diào)試復雜。現(xiàn)有技術(shù)中的僅做到對單一的高程或斜坡進行調(diào)整，但調(diào)整又會影響到另一參數(shù)的變化。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足，本發(fā)明的實施例提供一種平地機找平控制系統(tǒng)。

另外，本發(fā)明的實施例還提供一種平地機找平控制方法，以及具有找平控制系統(tǒng)的平地機。

本發(fā)明提供的一種平地機找平控制系統(tǒng)，包括：

基準面生成裝置，用于在平地機工作現(xiàn)場生成基準面；

傳感器，用于檢測平地機工作時的狀態(tài)參數(shù)并生成檢測信號；

控制器，用于接收傳感器輸入的檢測信號，并進行處理；

目標指令輸入裝置，用于根據(jù)鏟刀的目標工作位置向所述控制器輸入目標位置信號；

所述傳感器包括高程傳感器；

所述控制器設(shè)有與平地機中的鏟刀相間隔的參考點；

所述檢測信號包括所述參考點距離所述高程傳感器與基準面交匯處的高程信號；

所述控制器包括：

信號計算單元，用于根據(jù)輸入的所述檢測信號計算得出所述參考點相對所述基準面的位置，并用于根據(jù)所述參考點的位置與輸入的所述目標位置信號計算得出鏟刀相對于參考點的目標位置，并根據(jù)計算得出的鏟刀目標位置換算得出平地機中驅(qū)動機構(gòu)的運動量，并向平地機中的驅(qū)動機構(gòu)輸出控制信號。

本發(fā)明提供的一種實施例，所述高程傳感器與平地機機架連接的位置為所述參考點。

本發(fā)明提供的一種實施例，所述控制器還包括信號處理單元、和比較單元：

所述信號處理單元用于接收所述檢測信號并進行信號處理；

所述信號計算單元還用于根據(jù)平地機驅(qū)動機構(gòu)反饋的動作量信號進行計算得出平地機鏟刀的實際位置信號；

所述比較單元用于根據(jù)計算得出的所述實際位置信號與輸入的所述目標位置信號進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果換算得出平地機驅(qū)動機構(gòu)的運動量并輸出所述控制信號。

本發(fā)明提供的一種實施例，所述比較單元設(shè)有一位置敏感區(qū)間，所述比較單元判斷所述比較結(jié)果是否落入該所述位置敏感區(qū)間，如判斷結(jié)果為“否”則向平地機中的驅(qū)動機構(gòu)輸出所述控制信號，如判斷結(jié)果為“是”則不輸出所述控制信號。

本發(fā)明提供的一種實施例，所述位置敏感區(qū)間為所述實際位置信號所反映的鏟刀實際位置與所述目標位置信號所反映的鏟刀目標位置之間的距離區(qū)間。